基本信息
- 项目名称：
- 基于传感器的无源智能门禁加密系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 该作品采用RFID无源供电，通过平台的传感器采样感知其运动状态，从而实现门禁系统的认证。其具有较大的密钥空间，能有效避免现有门禁系统认卡不认人的缺陷，与现有门禁系统硬件结合紧密。
- 详细介绍：
- 现有的门禁识别系统认卡不认人，一旦持有门禁卡即拥有了通过门禁系统认证的权限；通过在门禁卡内嵌入传感器可以增加门禁认证的安全性。而现有的传感器工作平台均需要电池供电，装载在门禁卡内十分不方便。基于以上两点以及甚高频RFID技术，我们考虑利用门禁读卡器发出的射频信号，在刷卡认证时对门禁卡内处理器和传感器无线供电，从而使卡不仅能够完成非接触识别，还能够对数据进行处理和分析。卡内嵌入的三维加速度传感器可以准确的检测到卡的运动情况，通过对门禁卡运动的分析和过滤来指定特定的门禁密码。从而实现在传统门禁认证的基础上，利用传感器信息实现智能加密，提高认证安全性。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 基本思路：现有的门禁识别系统认卡不认人，一旦持有门禁卡即拥有了通过门禁系统认证的权限；通过在门禁卡内嵌入传感器可以增加门禁认证的安全性。而现有的传感器工作平台均需要电池供电，装载在门禁卡内十分不方便。基于以上两点以及甚高频RFID技术，我们考虑利用门禁读卡器发出的射频信号，在刷卡认证时对门禁卡内处理器和传感器无线供电，从而使卡不仅能够完成非接触识别，还能够对数据进行处理和分析。卡内嵌入的三维加速度传感器可以准确的检测到卡的运动情况，通过对门禁卡运动的分析和过滤来指定特定的门禁密码。从而实现在传统门禁认证的基础上，利用传感器信息实现智能加密，提高认证安全性。 创新点及技术关键：无源传感器供电及通信；动态传感器数据与静态ID数据结合、加密复杂度可调的加密方式。 主要技术指标：密钥空间、无线供电性能、认证识别性能。
科学性、先进性
- 在传统门禁认证技术的基础上，该作品主要有以下几点显著进步： 1. 该作品避免了传统门禁卡的安全隐患，对于这套系统的访问，不仅要求携带该新型门禁卡，还必须要知道通过特定运动传感器信息（指定加密信息），大大强化了认证系统的安全性。 2. 该新型RFID门禁卡摆脱了传统RFID标签必须具备特定的ASIC芯片的局限性，而可以通过普通的微处理器来实现整个标签。 3. 该作品采用无线供电，能以标准商用的甚高频RFID读写器无线驱动门禁卡内的处理器和传感器。供电性能稳定。 4. 该作品的具有后向兼容性，现有静态门禁加密性能的提高都将同时提高该系统性能。该系统硬件采用现有RFID主流设备，移植非常方便。 5. 该系统理论证明了加密复杂度的提高水平。计算表明，使用该系统，密钥空间将数以千倍地提高。此外，实验表明，该系统的识别可靠性可达95%以上，完全满足实际使用要求。
获奖情况及鉴定结果
- 作品相关内容，已申请中华人民共和国发明专利。申请号：201010503861.3 作品相关内容，已经被IEEE INFOCOM 2011录用。 作品获浙江大学2011挑战杯三等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利权转让
作品可展示的形式
- 实物 产品 现场演示 图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该作品采用甚高频段RFID技术。通过甚高频的电磁波对传感器及处理平台供电。考虑到传统门禁认证仅仅基于卡内静态ID信息的安全性不高，该作品结合了动态传感器信息和静态ID信息。基于RFID的手势识别门禁认证系统在拥有现有门禁系统的所有功能上，增加并利用无源给定传感信息（比如手势）认证功能，从而大大提高了整个系统的安全性。 该作品体积与普通门禁卡相当，携带方便。系统使用常规门禁平台及标准化的通信协议，能与现有大部分门禁系统兼容。能在对基础设施改进较小的基础上有效提高认证的安全性。该系统安全认证由中心服务器控制，加密性能可调，受众广泛，尤其适合对安全性要求较高的客户使用。市场前景广阔，经济效益可观。
同类课题研究水平概述
- 现有的门禁认证方式主要包括两个大类：以钥匙、旋转密码锁为代表的机械式认证和以智能卡为代表的电子式认证方式。机械式认证方式历史悠久，但一把钥匙开一把锁，使用不方便，且内部机械结构不能动态变化，在对安全性要求较高的场合很难满足要求；电子式认证方式能动态分配密钥，便于集中控制和管理，但也存在诸如门禁卡丢失、冒用等问题。一些新型的生物-电子认证方式（指纹、虹膜、面部识别）虽然安全性有所提高，但造价较大，且不能在可信用户间传递密钥。 此外，无论机械式、电子式还是生物-电子式认证，其密钥都基于静态数据，不能防范冒用和非法复制的问题。我们提出了一种结合静态ID数据和动态传感器数据的认证方式。其采用无源供电，加密复杂度可调，能有效解决此类问题。目前，计算机领域有不少基于动作识别的算法设计及其性能分析，但结合传感器的系统设计主要都采用电池供电，成本高，不够方便且加密空间有限。据了解目前还没有无源供电且加密复杂度可调的门禁认证系统真实环境。 在现有的感应式射频门禁识别中，使用的频率一般都低于30MHz。此频段内，主流的通信协议是韦根协议。本系统中使用的是甚高频频段。目前，甚高频的射频主要被用在物流供应链领域。一般由供应商在某些货品上安置识别标签，通过供应链节点甚高频RFID读卡器，实现对货品流通的监控和管理。随着RFID技术的发展，现有的RFID读卡器对标签的无线驱动及通信能力可以达到10米以上。近些年，国际上针对基于RFID的无线传感器研究，更多地集中在理论方面，如通信质量分析及能耗控制，相关应用较少，也均未涉及门禁系统及加密领域。
